TÜRBİDİMETRİ-NEFOLOMETRİ VE RAMAN SPEKTROSKOPİSİ

TÜRBİDİMETRİ VE NEFELOMETRİ Bulanıklığın ölçümü esasına dayanan yöntemlerdir. Türbidimetri, çözeltiye gelen ışık şiddetinde, çözeltideki partiküllerin neden olduğu saçılmadan dolayı ortaya çıkan ışık kaybının ölçüldüğü metottur (Tyndall etkisi). Protein yapısındaki maddelerin ölçümünde kullanılır. Değişik yöntemlerde proteinler denatüre edilerek çözünürlükleri ortadan kaldırılır; bulanıklık oluşturulur ve bu ölçülür. Nefelometri, çözeltideki partiküllerce geliş eksenine göre 90o açıyla yerleştirilmiş olan fotosele doğru saptırılan ışımaların ölçüldüğü metottur. Çeşitli açılarda saçılan ışımaları ölçen farklı tip nefelometreler vardır. Spektrofotometreler nefelometri için kullanılamaz.

Türbidimetre Nefelometre

Raman Spektroskopisi Bir örneğin, genellikle GB veya yakın IR bölge monokromatik ışımadan oluşan güçlü bir kaynakla ışınlanması sonucunda saçılan ışımanın, belirli bir açıdan ölçümüne dayanır. Saçılan ışımanın büyük bir kısmının enerjisi madde ile etkileşen ışımanın enerjisine eşit olur ve bu tür elastik saçılma olayına Rayleigh saçılması denir. Elastik saçılma olayının yanı sıra gerçekleşen elastik olmayan saçılma olayı ise Raman saçılması adını alır. Rayleigh saçılması olayında Raman saçılmasına göre 104 - 105 kez daha şiddetli bir saçılmış ışıma oluşur. Raman saçılması sırasında saçılan ışımanın enerjisinde (molekül ile etkileşen ışımanınkine göre) oluşan fark (fazlalık veya azlık), ışıma ile etkileşen molekülün titreşim enerji düzeyleri arasındaki enerji farkları kadardır. Raman saçılmasının spektroskopik incelenmesi ile moleküllerin titreşim enerji düzeyleri hakkında bilgi edinilebilir. Bu yöntem Raman spektroskopisi adını alır.

Raman spektroskopisi inorganik, organik ve biyolojik sistemlerin kalitatif ve kantitatif analizine uygulanır.

Stokes türü saçılma hatları Rayleigh hattına göre daha negatif  değerlerinde, anti-Stokes türü saçılma hatları ise pozitif  değerlerinde gözlenir.

Bir molekülün bir fotonla Raman türü saçılma etkileşmesine girebilmesi için periyodik ve geçici bir dipol momentinin oluşması gereklidir. Raman hatlarının şiddeti, titreşen molekülün fotonla etkileşirken oluşan polarlanabilme değişim hızının karesi ile orantılıdır. CO2 molekülünün simetrik ve asimetrik gerilme ve eğilme titreşimleri sırasında molekülün dipol momentinde () ve polarlanabilmesinde () oluşan değişmeler

Simetri merkezi bulunan moleküllerde, Tam simetrik titreşimler (simetrik gerilme gibi) IR inaktif , Raman aktif Simetrik olmayan titreşimler (asimetrik gerilme gibi) IR aktif , Raman inaktif *Bir molekülün Raman kaymaları ve IR bantları aynı enerji değerlerinde gözleniyorsa, yani her iki spektrumda hatların ve bantların bir kısmı birbiri ile çakışıyorsa, molekülün simetri merkezi yok demektir. IR ve Raman spektroskopisi yöntemleri içerdikleri bilgi açısından birbirini tamamlayan yöntemlerdir. Floresans özelliğine sahip moleküllere Raman spektroskopisinin uygulanabilmesi için Stokes hatları yerine anti-Stokes hatlarının ölçülmesi gerekir. Bir moleküle ait anti-Stokes hattı o molekülün floresans bandından daha büyük frekanslardadır ve bunlar birbirleri ile örtüşmez.

Raman spektrofotometreleri Işıma kaynağı : Genellikle Lazer Lazer (L.A.S.E.R.), zorlanmış emisyon ile ışık çoğaltılması anlamına gelen "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" sözcüklerinin baş harflerinden türetilmiş bir kısaltmadır. Lazer olarak katı hal lazeri; yakut kristali (esas olarak Al2O3 ten oluşmuştur, %0,05 oranında Cr(III) içerir) ve Nd:YAG (Itriyum ve Alüminyum lal taşı (garnet) ana kristalinde Neodiyum iyonları içerir) lazeri kullanılır Gaz lazerler He/Ne, Ar+ veya Kr+ iyon lazerler, CO2 veya N2 ortamlı lazerler, eksimer lazerler(He, F ile Ar veya Xe gazlarından birinin karışımı ile elde edilir.) Boyar madde lazerler Yarı iletken diyod lazerler

Örnek ışınlama sistemi (Örnek Bölmesi) Cam malzeme kullanılabilir. Lazer kaynağı örneğin küçük bir alanına kolayca odaklanabilir. Sıvı ve katı numuneler az miktarda bile kolayca analiz edilir. Sulu çözeltiler de Raman spektroskopisiyle analiz edilebilir. Monokromatör Optik ağ kullanılır. Dedektör Fotoçoğaltıcı tüp veya CCD(Yük-eşleşmiş dedektör) dedektör kullanılır.

Raman Spektrometresi

Analitik Uygulamalar Raman spektroskopisi yöntemi ile daha çok nitel analiz yapılır. Moleküllerin yapısında bulunan -C=C- , -CC-, -N=N-. -S-S-, -C-O-C- türü titreşimler ile halkalı bileşiklerde gözlenen halka daralması-halka genişlemesi titreşimi oldukça şiddetli Raman hatlarının gözlenmesine yol açar. İnfrared spektroskopisinde kullanılan CS2, CCI4, CHCl3 gibi organik çözücüler Raman spektroskopisinde de kullanılabilir. Bu çözücülerin kendi Raman kaymaları değerlerinin bilinmesi gereklidir. İnfrared spektroskopisinde çözücü olarak kullanılamayan su, Raman spektroskopisinde sık kullanılır. Raman spektroskopisi yönteminin infrared spektroskopisi yöntemine göre bir başka üstünlüğü de aynı cihazla hem yakın infrared hem orta infrared, hem de uzak infrared bölgelerindeki bilgilerin elde edilebilmesidir.